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公開番号2024168997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086158
出願日2023-05-25
発明の名称歯科切削用ミルブランク及びその製造方法
出願人株式会社トクヤマデンタル
代理人
主分類A61C 13/087 20060101AFI20241128BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】天然歯牙のグラデーション及び内部構造を再現し、治療後に自然な立体感が得られる歯科用補綴物を作製できる、ハイブリッドレジン(HR)からなる被切削部を有する歯科切削用ミルブランク及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ノズル位置制御が可能で且つ色調の異なる2種のHR原料ペーストを混合してノズルより吐出させる2液混合ディスペンサーを用いて、ペーストの混合比、吐出速度、吐出位置を制御しながらモールドへの充填を行ってから硬化させることにより、前記被切削部に、夫々所定の厚さを有し、外観色の異なる5～9個の「色ユニット」(CU)が高さ方向に連続的に配置され、隣接するCU間の色差が所定の範囲内であるグラデーション構造を導入すると共に、相互に隣接するCU間の「境界面」の少なくとも一つを凸部及び/又は凹部が複数規則的に配列された曲面によって構成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
底面及び上面が実質的に同一形状である柱状体の形状を有するハイブリッドレジンからなり、前記柱状体の底面を基端として先端である上面に向かう方向を高さ方向としたときに、外観色が高さ方向に段階的に変化しているグラデーション構造を有する被切削部を含む歯科切削加工用ミルブランクであって、
前記グラデーション構造は、同一の外観色を呈する領域が、前記柱状体を高さ方向に前記底面と平行する「境界面」で分割した所定の厚さの「色ユニット」を構成すると共に、互いに外観色の異なる５～９個の「色ユニット」が高さ方向に連続的に配置されたものであり、
前記５～９個の「色ユニット」を、先端側から基端側に向かって順次数値が大きくなるように１～ｍ（但し、ｍは、ユニットの数を表す５～９の範囲内の自然数である。）のユニット番号：ｎ（但し、ｎは、１～ｍの自然数である。）を付して、「色ユニットｎ」で表すと共に、先端に位置する「色ユニット１」の色を「先端領域色：Ａ」、基端に位置する「色ユニットｍ」の色を「基端領域色：Ｂ」としたときに、
前記先端領域色：Ａと基端領域色：Ｂとの色差：ΔＥ
ＡＢ
が５～２０であり、
前記「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」において、これらユニットの色は、いずれも前記色Ａ及びＢの中間色：Ｃで、「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」に向かってＡに近い中間色からＢに近い中間色に段階的に変化しており、
互いに隣接するユニットの色の色差：ΔＥ
Ｃ
が１～７であり、
相互に隣接する「色ユニット」の間に存在する前記「境界面」の少なくとも一つは、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面によって構成される、
ことを特徴とする前記歯科切削加工用ミルブランク。
続きを表示（約 3,500 文字）【請求項２】
前記柱状体が、積層界面を有さない単一層からなる、請求項１に記載の歯科切削加工用ミルブランク。
【請求項３】
前記柱状体が、縦１２～２５ｍｍ、横８～２０ｍｍの矩形若しくは略矩形の底面を有する、高さ６～２５ｍｍの柱状体であり、
該柱状体を、その底面に対して垂直で且つ側面と平行な方向で切断したときに得られる任意の断面において、外観色の境界として認識される、前記曲面によって構成される少なくとも一つの「境界面」の端部に相当する「境界線」が、前記断面上に仮想的に配置される前記底面に対して平行な直線を軸線とする「波型曲線」であり、
前記「波型曲線」は、最高点と最低点の高低差が２～５ｍｍの範囲内であり、前記軸線方向の長さが１.５～７ｍｍの範囲内である、所定の形状を有する曲線からなる「パターンユニット曲線」が前記軸線に沿って繰り返し配置されて連結することによって形成されるものである、
請求項１に記載の歯科切削加工用ミルブランク。
【請求項４】
請求項１～３の何れか１項に記載の歯科切削加工用ミルブランクを製造する方法であって、
重合性単量体、無機フィラー、重合開始剤及び着色剤を含むペースト状のハイブリッドレジン（ＨＲ）原料組成物を準備する原料準備工程；前記被切削部の形状に対応するモールド内に前記ＨＲ原料組成物を充填する充填工程；及び前記モールド内に充填された前記ＨＲ原料組成物を硬化させる硬化工程を含み、
前記原料準備工程において、ＨＲ原料組成物として、色：ＡのＨＲを与える「色ユニット１」用原料組成物Ａと、色：ＢのＨＲを与える「色ユニットｍ」用原料組成物Ｂと、前記原料組成物Ａと前記原料組成物Ｂの混合物に相当する組成を有し、前記「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」の外観色を与える（ｍ－２）種の中間領域用ＨＲ原料組成物を準備し、
前記充填工程は、
前記「色ユニット１」を形成するために前記原料組成物Ａを前記モールドの内に必要量充填する、先端領域用充填工程と、
前記「色ユニットｍ」を形成するために前記原料組成物Ｂを前記モールドの内に必要量充填する、基端領域用充填工程と、
前記「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」を形成するために前記中間領域用ＨＲ原料組成物を前記モールドの内に必要量充填する中間領域用充填工程と、を有し、
前記充填工程を、
（１）前記先端領域用充填工程、前記中間領域用充填工程及び前記基端領域用充填工程の順に順次行うと共に、前記先端領域用充填工程及び前記中間領域用充填工程の各充填工程における少なくとも１つの充填工程において、当該充填工程の次の充填工程を行う前にモールド内に充填されたＨＲ原料組成物の上面を、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面とする、パターン１、又は
（２）前記基端領域用充填工程、前記中間領域用充填工程及び前記先端領域用充填工程の順に順次行うと共に、前記基端領域用充填工程及び前記中間領域用充填工程の各充填工程における少なくとも１つの充填工程において、当該充填工程の次の充填工程を行う前にモールド内に充填されたＨＲ原料組成物の上面を、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面とする、パターン２
の何れかのパターンによって行う、
ことを特徴とする歯科切削加工用ミルブランクの製造方法。
【請求項５】
前記中間領域用充填工程では、前記原料組成物Ａ及び前記原料組成物Ｂを、両者の混合比を変えて混合することによって、前記「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」の各色：を与える前記（ｍ－２）種の中間領域用ＨＲ原料組成物を調製し、
前記パターン１においては「色ユニット２」用原料組成物から「色ユニットｍ－１」用原料組成物までの中間領域用ＨＲ原料組成物を順次調製して各「色ユニット」形成するのに必要な量を前記モールドの内に充填し、前記パターン２においては「色ユニットｍ－１」用原料組成物から「色ユニット２」用原料組成物までの中間領域用ＨＲ原料組成物を順次調製し、原料組成物を変更して各「色ユニット」形成するのに必要な量を前記モールドの内に充填する、
請求項４に記載の歯科切削加工用ミルブランクの製造方法。
【請求項６】
前記中間領域用充填工程では、２種類の流体を別々に保持できる貯槽と各貯槽内に保持された２種類の流体を任意の比率で均一に混合して吐出口より吐出させることができる吐出装置を用いて、前記各「色ユニット」用原料組成物の調製とその充填を同時に行う、請求項４又は５に記載の歯科切削加工用ミルブランクの製造方法。
【請求項７】
前記パターン１では、前記吐出装置を用いて、前記原料組成物Ａのみを吐出させて前記先端領域用充填工程を行った後に、前記中間領域用充填工程として前記原料組成物Ａ及び前記原料組成物Ｂを混合するに際し、得られる混合物中に占める前記原料組成物Ａの割合を段階的に減少させて、各「色ユニット」用の中間領域用ＨＲ原料組成物を調製し、これを順次吐出させて前記中間領域用充填工程を行い、その後、前記原料組成物Ｂのみを吐出させて前記基端領域用充填工程を行い、
前記パターン２では、前記吐出装置を用いて、前記原料組成物Ｂのみを吐出させて前記基端領域用充填工程を行った後に、前記中間領域用充填工程として前記原料組成物Ａ及び前記原料組成物Ｂを混合するに際し、得られる混合物中に占める前記原料組成物Ｂの割合を段階的に減少させて、各「色ユニット」用の中間領域用ＨＲ原料組成物を調製し、これを順次吐出させて前記中間領域用充填工程を行い、その後、前記原料組成物Ａのみを吐出させて前記先端領域用充填工程を行う、
請求項６に記載の歯科切削加工用ミルブランクの製造方法。
【請求項８】
前記モールド内の位置を、該モールド内底面における任意の１点を原点とし、底面の横方向及び縦方向を夫々ｘ軸およびｙ軸とし、高さ方向をｚ軸とする座標系で表し、該モールド内に形成されるべきｍ個の「色ユニット」間の各境界の高さ相当する（ｍ－１）個のｚ座標を底面側からｚ
１
～ｚ
ｍ－１
としたときに、
前記充填工程における各種「色ユニット」用原料組成物のモールド内への充填を、前記吐出口の位置を前後方向、左右方向及び高さ方向に自在に制御可能な前記吐出装置を用いて、
（ｉ）充填開始時における前記突出口の位置を、原点に配置し、
（ｉｉ）前記吐出口から所定の流速でＨＲ原料組成物を吐出させながら前記吐出口の位置をｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に移動させて底面上の全領域を１回走査して、当該１回の走査に見合った均一な厚さを有するモールド最下部充填領域を形成し、
（ｉｉｉ）前記（ｉｉ）の走査が終了した後に前記吐出口の位置を、z軸方向に上記モールド最下部充填領域の上面以上の高さまで移動させ、
（ｉｖ）前記（ｉｉ）と同様にして所定の流速でＨＲ原料組成物を吐出させながら前記吐出口の位置をｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に移動させて前記モールド最下部充填領域を下地として、その上面上の全領域を１回走査して、当該１回走査に見合った均一な厚みが追加された成長充填領域を形成し、
（ｖ）前記成長充填領域を下地として前記（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の操作を連続的に繰り返す、
ことによって行い、さらに
吐出させる原料組成物の割合切り替えを、形成された成長充填領域の厚さが、ｚ
１
～ｚ
ｍ－１
の各高さと一致若しくは実質的に一致したタイミングで次の「色ユニット」の原料組成物が前記吐出口から吐出されるように前記（ｉｉ）～（ｉｖ）の操作時に行い、
モールド内に充填されたＨＲ原料組成物の上面（露出面）を、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面とする前記の少なくとも一つの充填工程においては、最上面の走査を行うに際し、吐出させるＨＲ原料組成物の流速を周期的に増減させる（ただし、減ずる場合には、吐出を一時的に停止して吐出口の移動のみを行うことを含む。）ことにより、成長充填領域の上面（露出面）を、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面とする、
請求項７に記載の歯科切削加工用ミルブランクの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
歯科治療に用いられる歯科用補綴物は、一般に、金や銀、チタン、パラジウム合金等のように金属材料から鋳造によって成形されるか、セラミックスやハイブリッドレジン（以下、「ＨＲ」と略記することもある。）等の非金属材料を加工することによって成形されるか、又はコア部を金属材料で構成し、前装部等の表層部を非金属材料で構成することにより形成されている。なお、ハイブリッドレジンとはレジンマトリックス中に無機充填材（以下、「無機フィラー」ともいう）を構成する無機粒子が高密度で分散された複合材料を意味し、通常は、重合性単量体、無機フィラー及び重合開始剤を含むペースト状重合硬化性組成物を加圧・加熱する等して重合硬化させることによって得られる。
続きを表示（約 3,600 文字）【０００２】
非金属材料を用いて全体を構成した歯科用補綴物は、金属アレルギーの心配がなく審美性に優れるという特長を有することに加え、近年のデジタル画像技術やコンピュータ処理技術等の発達により、その加工が容易になったことも有り、その需要は急速に高まっている。例えば、特許文献１に開示されているように、口腔内の撮影画像から、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）及びコンピュータ支援製造（ＣＡＭ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術によるＣＡＤ／ＣＡＭ装置を用いて、非金属材料からなる歯科加工用ブランクに切削加工を施して歯科用補綴物を成形するＣＡＤ／ＣＡＭシステムが多用されるようになってきている。ここで、歯科加工用ブランクとは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおける切削加工機に取り付け可能にされた被切削体（ミルブランクとも呼ばれる。）を意味し、通常は、被切削部と、これを切削加工機に取り付け可能にするための保持ピンのような保持部と、を有する。そして、被切削部としては、直方体や円柱の形状に成形された（ソリッド）ブロック又は板状若しくは盤状に形成された（ソリッド）ディスク等が一般的に知られており、被切削部がハイブリッドレジン（ＨＲ）からなるものも知られている。なお、本発明では、ＨＲからなる被切削部が保持部と一体化した形態を含めてＨＲ系歯科切削加工用ミルブランク又はＨＲ系ミルブランク、と称する。
【０００３】
ところで、歯冠歯列修復治療では、歯科用補綴物に天然組織と等しい、あるいは近い色調や外観等の審美性が要求される場面が近年増加している。このような審美性を確保するためには、単一の色調からなるＨＲ系ミルブランクではなく、異なる色調の複数の層を一体化した多層構造のＨＲ系ミルブランクから製作することが行われている。
【０００４】
たとえば、特許文献２には、充填材及び重合性単量体を含有する、色調が異なる３種以上のペースト状の歯科用重合性組成物を、所望の形状を有する型に充填し、３層以上に積層及び成形して成形体を得、得られた成形体を重合硬化することにより多層構造のＨＲ系ミルブランクを製作する方法が記載されている。また、特許文献３には、ＨＲ原料である流動性ペーストと複数の型枠ユニットを用いた、多層構造のＨＲ系ミルブランクの製造方法が記載されている。当該方法によれば、型枠ユニットごとに色調が異なる流動性ペースト（硬化性組成物）を充填して積層することにより、多層構造の歯科加工用ブランクを製造でき、しかも通常では型枠に流し入れることが難しい流動性の低いペーストを用いた場合でも、ペースト同士の界面の乱れや、ペーストの空隙、等といった欠陥の発生を抑制して、複数の色調・組成からなる多層構造の歯科加工用ブランクを作製できるとされている。
【０００５】
さらに、上記のような層を重ねた構成とは異なる歯牙模倣技術として、特許文献４にはブランクの一端からもう一端にかけて色調が連続的に変化するＨＲ系ミルブランク及びその製造方法が提案されている。すなわち、特許文献４には、ディスペンサーなどの押出機を用いて、夫々色調の異なる２種類の（ＨＲ原料である）流動性ペースト（硬化性組成物）の混合物を型内の一方の角から正反対の角まで（たとえば、型の下部のコーナーから上部の反対側のコーナーまで）充填するに際し、上記混合物における両ペーストの混合比を連続的に変化させ、充填後のペーストを硬化させることにより上記したようなグラデーション（色調が連続的に変化する）構造を有する歯科切削加工用ミルブラン（ＨＲ系ミルブランク）を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１６－５３５６１０号公報
国際公開第２０１８／０７４６０５号パンフレット
特開２０２０－１５１３３９号公報
米国特許出願公開第２０１９／２７４１６８号明細書
特許第６２８５９０９号公報
特許第６３４９４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献４に開示されたＨＲ系ミルブランクの製造方法（以下、「特許文献４の製造方法」ともいう。）では、前記混合比を一定の割合で連続的に変化させながら上記（ペースト）充填を行ってＨＲ系ミルブランクを製造した場合には、同一の高さを有する横断面においても場所によって色調が僅かに異なるため、切削加工を施す位置によって色調が所期の色調から微妙にずれてしまうことが起こり得る。また、上記したようにして製造したＨＲ系ミルブランクを用いて全部被覆クラウン（冠）を作製した場合には、治療を行っていない天然歯と隣あって比較すると、歯頚部から切端部への色調遷移が立体感の不足した外観を呈する傾向があり、洗面台や化粧台などの光が強く当たる場面では内部構造の有無により天然歯との差が明瞭であった。さらに、複数の補綴物を作製して異なる部位を同時に治療する際、治療部位のサイズによっては、被切削部内の一部分のみを使用することがあり、例えば歯冠長の短い一部被覆冠を作製する場合があるが、この場合には、修復後の歯牙内において不自然なグラデーションを呈することがあることが判明した。
【０００８】
また、特許文献２及び３に記載された方法で得られるＨＲ系ミルブランクを用いて全部被覆クラウン等の補綴物は、天然歯牙を高度に再現するような審美性を得ることが困難であった。すなわち、天然歯牙は、象牙質色調を（これとは色調が大きく異なる）エナメル質が被覆した構造を有するが、異なる位置におけるこれらの厚みの違い等を含む内部構造（例えば、前歯群切縁部唇側の内部構造体であるマメロンなど）を反映して、部分的に不均一な色調変化示す外観を呈するが、このような外観を高度に再現するには至っていない。たとえば、マメロンを反映した外観を再現するためには、加工後にキャラクタリゼーションを行い、カットバックしてハイブリッドレジンを盛り付けて硬化させる等の後加工が必要であった。
【０００９】
そこで、本発明は、天然歯牙のグラデーション及び内部構造をより忠実に再現し、更に治療後において自然な立体感が得られる歯科用補綴物を作製できる歯科切削用ミルブランクおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するものであり、本発明の第一の形態は、
底面及び上面が実質的に同一形状である柱状体の形状を有するハイブリッドレジンからなり、前記柱状体の底面を基端として先端である上面に向かう方向を高さ方向としたときに、外観色が高さ方向に段階的に変化しているグラデーション構造を有する被切削部を含む歯科切削加工用ミルブランクであって、
前記グラデーション構造は、同一の外観色を呈する領域が、前記柱状体を高さ方向に前記底面と平行する「境界面」で分割した所定の厚さの「色ユニット」を構成すると共に、互いに外観色の異なる５～９個の「色ユニット」が高さ方向に連続的に配置されたものであり、
前記５～９個の「色ユニット」を、先端側から基端側に向かって順次数値が大きくなるように１～ｍ（但し、ｍは、ユニットの数を表す５～９の範囲内の自然数である。）のユニット番号：ｎ（但し、ｎは、１～ｍの自然数である。）を付して、「色ユニットｎ」で表すと共に、先端に位置する「色ユニット１」の色を「先端領域色：Ａ」、基端に位置する「色ユニットｍ」の色を「基端領域色：Ｂ」としたときに、
前記先端領域色：Ａと基端領域色：Ｂとの色差：ΔＥ
ＡＢ
が５～２０であり、
前記「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」において、これらユニットの色は、いずれも前記色Ａ及びＢの中間色：Ｃで、「色ユニット２」～「色ユニットｍ－１」に向かってＡに近い中間色からＢに近い中間色に段階的に変化しており、
互いに隣接するユニットの色の色差：ΔＥ
Ｃ
が１～７であり、
相互に隣接する「色ユニット」の間に存在する前記「境界面」の少なくとも一つは、凸部及び／又は凹部が複数規則的に配列された曲面（以下、「凹凸面」ともいう。）によって構成される、
ことを特徴とする前記歯科切削加工用ミルブランクである。
（【００１１】以降は省略されています）

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